实验室通风柜系统设计详解

实验室通风柜系统设计详解在任何一个实验室中，尤其是化学实验室，通风柜是最重要的配制，好的通风柜配套以好的通风系统，可以让本来危险的实验操作变得安全、顺利。通风系统可以根据不同的需求来设计。一对一定风量控制主要特点：1.操作简单；2.维修方便，故障系数低；技术说明：一对一定风量控制系统是指每台通风柜配制一台抽风机，各台通风柜之间没有联系，开关其中一台时不会影响到其他的通风柜。适用于实验室中通风柜数量较少的实验室。变频器控制系统主要特点：1.可减少投资资金；2.故障系数低，但维修较麻烦；3.节约能源；技术说明：这种控制系统可以支持多台通风柜共用一台风机，由中央控制系统来调节风机的转速达到调节总抽风量的目的，适用于实验室中通风柜数量不多于8台的实验室。变风量控制系统主要特点：1.可以根据通风柜拉门的高度自动调节抽风量，保证表面风速衡定；2.安装后，可以节省能源；3.保证换气频率，最大限度保证人员安全；技术说明：这种通风系统组成复杂，每台通风柜的配制有感应装置、中央处理系统和执行装置，当风柜拉门改变高度时，中央处理系统接受到来自感应装置的信号，则控制执行装置完成动作达到改变抽风量的目的。适用于大型研发中心或实验室通风柜数量较多的实验室，可以在后期使用过程中，有效节省能源，降低运营费用。通风柜表面风速标准的比较通风柜的最大功能就是排出实验过程中产生的有害气体，保护实验人员的健康。为达到这一目的，必须保证在通风柜开口处有一定的吸入速度，即我们通常所说的表面风速。决定通风柜表面风速的主要因素有：实验内容和有害物的性质。实验内容和产生的有害物不同，则通风柜的表面风速规定不相同。各国对于通风柜表面风速的规定各不相同，较常用的有：DIN12924（德国）、国内标准、BS7258（英国）、ANSI/ASHRAE110-1995（美国）。Kottermann（开度为300mm，排风量为推荐值时的表面风速）：风柜尺寸（mm）F-1200F-1500F-1800F-2100宽度900120015001800高度2550深度900柜门开度300表面风速（m/s）0.410.360.400.39排风量（m3/h）400470650750Kottermann（开度为500mm，排风量为推荐值时的表面风速）：风柜尺寸（mm）F-1200F-1500F-1800F-2100宽度900120015001800高度2550深度900柜门开度500表面风速（m/s）0.250.220.240.23排风量（m3/h）400470650750Kottermann（开度为300mm，表面风速大于等于0.4m/s时的排风量）：风柜尺寸（mm）F-1200F-1500F-1800F-2100宽度900120015001800高度2550深度900柜门开度300表面风速（m/s）0.4排风量（m3/h）390520650780DIN12924（开度为300mm，表面风速大于等于0.5m/s时的排风量）：风柜尺寸（mm）F-1200F-1500F-1800F-2100宽度900120015001800高度2550深度900柜门开度300表面风速（m/s）0.5排风量（m3/h）486648810972（其中德国Kottermann和Waldner通风柜均符合此标准）国内（开度为500mm，表面风速大于等于0.4m/s时的排风量）：风柜尺寸（mm）F-1200F-1500F-1800F-2100宽度900120015001800高度2550深度900柜门开度500表面风速（m/s）0.4排风量（m3/h）65086510801300BS7258（开度为500mm，表面风速大于等于0.5m/s时的排风量）：风柜尺寸（mm）F-1200F-1500F-1800F-2100宽度900120015001800高度2550深度900柜门开度500表面风速（m/s）0.5排风量（m3/h）810108013501620ANSI/ASHRAE110-1995（开度为510mm，表面风速大于等于0.5m/s时的排风量）：风柜尺寸（mm）F-1200F-1500F-1800F-2100宽度900120015001800高度2550深度900柜门开度510表面风速（m/s）0.5排风量（m3/h）830110013801650其中由于各个公司通风柜结构尺寸不同，则根据各标准计算出的排风量也不相同，以上各表内风柜尺寸为Kottermann风柜标准尺寸。客户在选择通风柜时，往往会认为通风柜表面风速越大效果越好。其实不然，表面风速越大，在相同条件下，通风柜所需的排风量也越大，这将会带来很多不利因素。主要表现在：1、设备初投资增大这部分包括：排风设备、补风设备、空气处理设备、空调设备、消声减振设备和控制设备六部分。1）排风量增大，则排风机型号和排风管道尺寸必增大，从而增大了排风设备造价；2）排风量增大，为维持室内正常工作压力，室外补风量增大，则其补风设备和补风管道尺寸也将要增大。当室内通风柜数量较少，且排风量较小时，室内补风可由空调送风来负担；3）通风柜排出的有害气体，在排出室外前必须进行处理，若排风量增大，为了处理相应量的废气，则处理设备容量也要增大。4）为了保证实验室内舒适的工作环境，室内需维持稳定的温度和湿度。排风量增大，空调设备的负荷将增大，所以设备型号也将增大。当室内通风柜数量较多时，这部分投资增大更明显；5）由于排风设备、补风设备和空调设备型号增大，则其在运行过程中所产生的噪声和振动必须考虑。因此，排风量增大，也将影响到降噪减振设备投资的增大。6）排风量增大，由于排风系统、补风系统和空调系统的设备选型都增大，则其控制系统选型相应地也应增大。2、工程安装费用和施工难度增大如前所述，通风柜排风量增大，相应的设备型号和管道尺寸都增大，这必将增加工程安装费用，加大了工程施工难度，延缓工程施工进度。3、降低建筑层高增大通风柜排风量，为达到理想的排风效果，则管道尺寸相应地要增大。由于管道一般安装在吊顶内，风管尺寸增大，势必降低吊顶高度，减小建筑层高，造成空间压抑感。4、系统噪声增大系统设备型号增大，则各系统设备在运行过程中所产生的噪声和振动也将增大。虽然在系统中增加了降噪减振设备，但由设备型号增大所引起的附加噪声和振动并不能完全消除。5、运行费用增多设备型号增大，其相应的输入电功率也将增大，因此，系统总的运行费用将大大增加。为维持室内一定的温度，空调设备必须负担由于通风柜排风造成的能量损失。以下是不同表面风速标准下，由通风柜排风造成的空调设备全年的额外运行费用（以广州为例）。F-1200各标准下空调全年额外费用名称KottermannDIN12924国内标准BS7258ASHRAE110-1995风柜尺寸F-1200夏季排风量(m3/h)400486650810830室内温度（℃）25室外温度（℃）33.5耗冷量（KW）4.125.016.708.348.55耗电量（KW）1.531.852.483.093.17运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）8791068142917801824冬季室内温度（℃）16室外温度（℃）5耗热量（KW）5.336.488.6710.8011.07耗电量（KW）1.982.403.214.004.10运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）11381382184923042361全年空调运行费用（元）20172450327740844185F-1500各标准下空调全年额外费用名称KottermannDIN12924国内标准BS7258ASHRAE110-1995风柜尺寸F-1500夏季排风量(m3/h)47064886510801100室内温度（℃）25室外温度（℃）33.5耗冷量（KW）4.846.688.9111.1311.33耗电量（KW）1.792.473.304.124.20运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）10331424190123742418冬季室内温度（℃）16室外温度（℃）5耗冷量（KW）6.278.6411.5314.4014.67耗电量（KW）2.323.204.275.335.43运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）13371843246030723129全年空调运行费用（元）23703267436154455546F-1800各标准下空调全年额外费用名称KottermannDIN12924国内标准BS7258ASHRAE110-1995风柜尺寸F-1800夏季排风量(m3/h)650810108013501380室内温度（℃）25室外温度（℃）33.5耗冷量（KW）6.708.3411.1313.9114.22耗电量（KW）2.483.094.125.155.27运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）14291780237429673033冬季室内温度（℃）16室外温度（℃）5耗冷量（KW）8.6710.8014.4018.0018.40耗电量（KW）3.214.005.336.676.81运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）18492304307238403925全年空调运行费用（元）32774084544568076958F-2100各标准下空调全年额外费用名称KottermannDIN12924国内标准BS7258ASHRAE110-1995风柜尺寸F-2100夏排风量(m3/h)750972130016201650室内温度（℃）25季室外温度（℃）33.5耗冷量（KW）7.7310.0113.3916.6917.00耗电量（KW）2.863.714.966.186.30运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）16482136285735603626冬季室内温度（℃）16室外温度（℃）5耗冷量（KW）10.0012.9617.3321.6022.00耗电量（KW）3.704.806.428.008.15运行时间（小时/天）8运行天数(天/年）72电价（元/度）1.00运行费用（元/年）21332765369746084693全年空调运行费用（元）37814901655481688319实验室风量平衡原理图根据以上分析，在能安全排出实验过程中的有害气体的前提下，通风柜排风量应尽量减小。在以上几种常用标准中DIN12924风量最小，国内规定次之，ASHRAE110-1995风量最大。因此，一般推